Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Xử Lý Nước Thải

Trong các công thức trên: n là hệ số pha loãng tính theo công thức: 1-1Trong đó: qmưa:Lưu lượng nước mưa cần để pha loãng nước sinh hoạt qsh: Lưu lượng nước sinh hoạt So: Nồng độ BOD hoặ

CHƯƠNG I

NGUỒN GỐC VÀ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI

I.1 NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI

Nước thải có nguồn gốc là nước cấp, nước thiên nhiên sau khi phục vụ đờisống con người như ăn uống, tắm giặt, vệ sinh, giải trí, sản xuất hàng hóa, chăn nuôi

…và nước mưa bị nhiễm bẩn các chất hữu cơ và vô cơ thải ra các hệ thống thu gom

và các nguồn tiếp nhận

Có thể phân loại nước thải một cách chung nhất là: Nước thải sinh hoạt, nướcthải sản xuất, nước mưa và nước thấm chảy vào hệ thống cống

II.2 LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI

Để xác định lưu lượng nước thải ở các khu dân cư, thị trấn, thị xã, thành phố đã

có hệ thống cống thoát nước đang hoạt động tốt nhất là dung phương pháp đo lưulượng tại cửa xả

Đo lưu lượng tiến hành liên tục 24 giờ trong ngày, đo trong các ngày tiêu biểucủa tháng, đo trong tháng điển hình của các mùa trong năm Nếu trong khu dân cưhay thị xã chưa có hệ thống cống hoàn chỉnh hoặc đang xây dựng và ở những nơi cónhiều cửa xả, việc đo lưu lượng và xác định lưu vực của từng cửa xả gặp nhiều khókhăn, thì có thể tính toán lưu lượng nước thải theo từng loại như sau:

I.2.1 Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt thường từ 65% đến 80% lưu lượng nước cấp đi qua đồng

hồ các hộ dân, cơ quan, bệnh viện, trường học, khu thương mại, khu giải trí…; 65%

áp dụng cho nơi nóng, khô, nước cấp dùng cho cả việc tưới cây cỏ

Ở các khu thương mại, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu giải trí ở xa hệthống cống thoát của thành phố, phải xây dựng trạm bơm nước thải hay khu xử lýnước thải riêng, tiêu chuẩn thải nước có thể tham khảo bảng I - 1, bảng I - 2, bảng I -

3 với số liệu lấy từ cuốn Metcalf & Eddy – “wastewater Engineering”

Bảng I - 1: Tiêu chuẩn thải nước từ các khu dịch vụ thương mại

Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng (l/đơn vị tính - ngày)

Khoảng dao động Trị số tiêu biểuNhà ga sân bay

Gara – ô tô, sửa

xe

Quán bar

Hành kháchĐầu xeKhách hàngNgười phục vụNhà vệ sinh

7,5 – 15

26 – 503,8 – 19

38 – 60

1515 – 2270

113811501900

Nhân viên phục vụKhách

Người phục vụCông nhânMáy giặtNgười ănNgười làmNhân viên

26 – 50

26 - 60

3819003818038492080113849

Bảng I - 2: Tiêu chuẩn thải nước từ các công sở

Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng (l/đơn vị tính - ngày)

Khoảng dao động Trị số tiêu biểuBệnh viện

Tù nhânQuản giáoNgười trong nhàđiều dưỡngSinh viên

Ghi chú: Theo chúng tôi trong bảng I-2 tiêu chuẩn nước thải bệnh viện nên giảm

xuống 450 l/đv.ngày là phù hợp với điều kiện nước ta.

Bảng I - 3: Tiêu chuẩn thải nước từ các khu giải trí

Nguồn nước thải Đơn vị tính Lưu lượng (l/đơn vị tính - ngày)

Khoảng dao động Trị số tiêu biểuKhu nghỉ mát có

189 – 265

30 – 189

227151

Xuất ănNhân viênNgười tắmNhân viênGhế ngồiNgười thăm quan

15 - 30

7,53811326,515138381119

I.2.2 Nước thải công nghiệp

Lưu lượng nước thải công nghiệp dao động phụ thuộc vào quy mô, tính chấtsản phẩm, quy trình công nghệ của từng nhà máy Khi không có số liệu cụ thể củatừng nhà máy có thể tính lượng nước thải chung theo diện tích của khu công nghiệp(số liệu lấy từ cuốn Metcalf & Eddy – “wastewater Engineering”)

- Khu công nghiệp gồm các nhà máy sản xuất ra sản phẩm khô, ít ngậm nước,lưu lượng nước thải dao động từ 9 - 14 m3/ha.ngày

- Khu công nghiệp có các nhà máy sản xuất ra sản phẩm có ngậm nước loạitrung bình, lượng nước thải dao động từ 14 – 28 m3/ha.ngày Lượng nước thải ởkhu công nghiệp tính theo lượng nước cấp đi qua đi qua các quá trình sản xuất thải

ra 90 – 95%

I.2.3 Nước ngầm thâm nhập vào mạng lưới cống dẫn

Ở những nơi mạng lưới ống thoát nước đặt thấp hơn mực nước ngầm mạchnông, luôn luôn có một lượng nước ngâm thâm nhập vào hệ thống cống qua cácthành hố ga, qua chỗ nối ống, qua thành ống có chất lượng xấu và qua các chỗ gãy

vỡ chưa kịp sửa chữa Ở những nơi mạng ống thoát nước đặt cao hơn mực nướcngầm, lượng nước thâm nhập vào cống chỉ xảy ra trong lúc mưa và một thời gianngắn sau cơn mưa, vì khi nước mưa thấm xuống đất chưa kịp tiêu thoát hết, mựcnước ngầm tạm thời dâng cao

Lượng nước thâm nhập dao động từ 0,2 m3/ha.ngày đối với vùng không cónước ngầm thường xuyên đến 28 m3/ha.ngày đối với vùng có nước ngầm thườngxuyên Lượng nước thâm nhập nêu trên ứng với điều kiện xây dựng và quản lý vậnhành tốt mạng lưới cống thoát

I.2.4 Nước thải mưa

a Ở những nơi có hai mạng lưới cống thoát nước riêng biệt: Mạng lưới cốngthoát nước thải tách riêng mạng lưới cống thoát nước mưa, lượng nước thải đi về

nhà máy xử lý gồm: Nước sinh hoạt, nước công nghiệp và nước ngầm thâm nhập,nếu sau những trận mưa lớn không có hiện tượng ngập úng cục bộ Còn ở những nơi

có hiện tượng ngập úng cục bộ, nước mưa có thể tràn qua nắp đạy các hố ga chảyvào hệ thống thoát nước thải, khi đó lượng nước thâm nhập do thấm từ nước ngầm

và nước mưa có thể lên tới 470 m3/ha.ngày

b Ở những nơi mạng lưới thoát nước là mạng cống chung vừa thoát nước mưavừa thoát nước bẩn như ở hầu hết các mạng lưới thoát nước ở các thị trấn, thị xã,thành phố của nước ta, thì lưu lượng nước thải chảy về nhà máy xử lý gồm nước thảisinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm nhập và một phần lượng nướcmưa

Để chỉ phải đưa một phần nước mưa q1 = nqsh < qmưa về nhà máy xử lý, phầncòn lại của nước mưa q2 = qmưa– q1 xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận, trên mạng cốngthoát tại các cửa xả nước mưa phải cấu tạo các giếng tách nước có đập tràn, chiềucao và chiều dài của đập tràn ở giếng tách nước đặt trước của xả nước mưa đượctính toán sao cho:

- Khi lưu lượng vào giếng tách nước: qmưa + qsh ≤ (n+1)qsh sẽ không có nướctràn qua đập tràn và toàn bộ lượng nước (n + 1)qshđược dẫn về bể điều hòa của trạm

xử lý

- Khi lưu lượng nước chảy vào giếng tách nước: qmưa + qsh > (n + 1)qsh thìhoặc: lượng nước q2 = (qmưa + qsh) – (n + 1)qsh tràn qua đập tràn vào nguồn tiếp nhậncòn lượng nước (n + 1)qsh vẫn chảy về bể điều hòa lưu lượng và chất lượng của nhàmáy Hoặc: trên đường cống dẫn nước thải về nhà máy sau giếng tách nước đặt mộtvan đóng mở tự động theo lệnh của đồng hồ đo nước đặt trước giếng tách nước, khilưu lượng nước chảy qua đồng hồ q > (n + 1)qshsau một thời gian nhất định để đảmbảo cho nước bẩn đã được pha loãng hoàn toàn bằng nước mưa, thì thiết bị báo lưulượng ở đồng hồ ra đóng hoàn toàn van trên đường dẫn nước thải về nhà máy, lúc đótoàn bộ lượng nước đến giếng tách nước tràn qua đập tràn ra nguồn tiếp nhận Saucơn mưa , lượng nước về giếng tách nước giảm dần qmưa + qsh < (n + 1)qsh, van tựđộng mở trở lại và nước lại được dẫn về nhà máy xử lý

Trong các công thức trên: n là hệ số pha loãng tính theo công thức:

(1-1)Trong đó:

qmưa:Lưu lượng nước mưa cần để pha loãng nước sinh hoạt

qsh: Lưu lượng nước sinh hoạt

So: Nồng độ BOD hoặc COD trong nước sinh hoạt

Smưa: Nồng độ BOD hoặc COD trong nước mưa (thường BOD5từ 7 – 10 mg/l)

So: Nồng độ BOD hoặc COD trong nước cho phép xả vào nguồn tiếp nhận (do

Sở Khoa học Công nghệ và Môi trường quy định)

I.3 ĐỘ DAO ĐỘNG CỦA LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI

Lưu lượng nước thải không đều nhau theo từng giờ trong ngày và thường daođộng so với lưu lượng trung bình giờ:

Từ 20 – 400% ở khu dân cư ≤ 1 000 người

Từ 50 – 300% ở khu dân cư ≤ 10 000 người

Từ 80 – 200% ở khu dân cư ≤ 100 000 người

Ở các thành phố lớn, giờ có lượng nước tối thiểu và các giờ có lưu lượng tối đa

so với lưu lượng trung bình giờ trong ngày thường từ 1,25 đến 1,5 lần

Lượng nước thải cũng không đều nhau giữa các mùa trong năm, giữa các thángtrong mùa và giữa các ngày trong tháng

Bảng I - 4: Giới thiệu hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài và công trình 20 – TCN – 51 – 84.

Lưu lượng nước

I.4 CHỌN LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ

Khi thiết kế nhà máy xử lý nước thải phải tuân theo quy hoạch phát triển củakhu dân cư như tăng dân số, xây dựng các điểm công nghiệp mới, mở rộng mặt bằng

đô thị, tăng lượng nước cấp do tăng mức sống v.v…trong khoảng thời gian xác địnhcủa dự án

1 Lưu lượng ngày trung bình: Dùng để tính toán năng lượng điện tiêu thụ,lượng hóa chất tiêu thụ, lượng bùn cặn cần xử lý và vận chuyển ra nguồntiếp nhận, lượng nước xả ra nguồn tiếp nhận

2 Lượng nước giờ lớn nhất (max), giờ ít nhất (min) trong ngày dùng để tínhtoán mạng lưới thoát nước, chọn và bố trí thiết bị và máy bơm của trạmbơm nước thải, song chắn rác, bể lắng cát và bể điều hòa lưu lượng

3 Khi nhà máy xử lý nước thải có lưu lượng ứng với hệ số không điều hòa K

≤ 1,5 có thể không xây bể điều hòa lưu lượng mà lấy lưu lượng trung bìnhtrong các giờ cao điểm: 6, 7, 11, 12, 18, 19 giờ để tính toán tải trọng thủylực cho các công trình xử lý sinh học, các bể lắng và lấy lưu lượng giờtrung bình để tính toán các công trình xử lý bùn

4 Ở những nhà máy xử lý nước thải từ hệ thống cống chung có giếng táchnước, phải thiết kế hồ chứa khi nước mưa dư ra với thể tích:

W = nqsh×1t: Thời gian của cơn mưa dài nhất

Về mùa mưa lượng nước này phải được bơm vào nhà máy với lưu lượng:

qbổ sung

T: Thời gian bơm không được dài hơn thời gian giữa hai cơn mưa vàlưu lượng bổ sung (qbổ sung) có trị số vừa đủ để không làm tăng tải trọng thủy lựccủa các công trình xử lý lên hơn 1,5 lần so với tải trọng khi làm việc bìnhthường

5 Khi nhà máy xử lý nước thải có lưu lượng ứng với hệ số không điều hòa K

> 1,5 nên làm bể điều hòa lưu lượng và chất lượng Tính toán các côngtrình trong hệ thống xử lý sau bể điều hòa với lưu lượng và chất lượngtrung bình của 24 giờ làm việc trong ngày

CHƯƠNG II

CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI

Nước thải sinh hoạt có những đặc tính và chỉ tiêu chất lượng chung có thểphán đoán và đánh giá khi chọn các công trình xử lý đã phổ biến, còn nước thảicông nghiệp có đặc tính và chất lượng rất khác nhau tùy thuộc vào từng loại nhàmáy, mức độ trang bị công nghệ nên rất khó có những chỉ tiêu chung để đánh giáchất lượng nước thải chung cho các loại công nghiệp, mỗi loại công nghiệp có nướcthải khác với nước thải sinh hoạt cần được khảo sát, phân tích, đánh giá chất lượngriêng để tìm quy trình xử lý thích hợp

Trong tài liệu này, chúng tôi chỉ giới thiệu phương pháp tính toán thiết kếcác công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, áp dụng cho nước thảisinh hoạt và các nguồn nước thải khác có đặc tính tương tự như nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt khi chưa bị phân hủy có màu nâu, chứa nhiều cặn lơlửng và chưa bốc mùi khó chịu Trong nước thải có các chất rắn lơ lửng như phânngười và động vật, xác một số động vật chết, các mảnh vụn của thức ăn, dầu, mỡ,băng gạc vệ sinh, gỗ, nhựa vụn, vỏ trái cây và các phế thải khác sau khi phục vụ ănuống sinh hoạt của con người thải ra môi trường nước

Dưới điều kiện môi trường nhất định, vi khuẩn tự nhiên có trong nước vàđất tấn công vào các chất thải gây ra các phản ứng sinh hóa làm biến đổi tính chấtcủa nước thải Nước thải sẽ chuyển màu dần dần từ nâu sang màu đen và bốc mùikhó chịu

Nước thải là hỗn hợp của rất nhiều hợp chất hóa học phức tạp, nên việc phântích đánh giá từng hợp chất riêng rẽ là rất khó khăn không thể thực hiện hoàn chỉnhđược, mà chỉ có thể xác định chính xác một cách chung nhất hàm lượng các chấthữu cơ và hàm lượng các chất vô cơ có trong nước thải

Để phục vụ cho các quy trình xử lý làm sạch nước thải bằng phương phápsinh học, cần phân tích các chỉ tiêu chất lượng như: Tổng hàm lượng cặn, hàmlượng cặn lơ lửng (SS), cặn hữu cơ, cặn vô cơ, nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD), nhucầu oxy hóa học (COD), hàm lượng nitơ, hàm lượng phốt pho, pH và nhiệt độ củanước

II.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA CẶN CÓ TRONG NƯỚC THẢI

Hiện có nhiều phương pháp phân loại cà xác định thành phần và tính chấtcủa cặn trong nước thải; trong tài liệu này chỉ giới thiệu một phương pháp phân loại

để xác định thành phần cặn trong nước thải ở mức độ mà theo chúng tôi là cần thiếtcho việc thiết kế các công trình làm sạch và xử lý bùn cặn

II.1.1 Tổng hàm lượng cặn

Là tổng số của tất cả các loại cặn có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ có trong nướcthải ở trạng thái lơ lửng và hòa tan (tính bằng mg/l).

Để xác định tổng hàm lượng cặn, lấy mẫu nước thải cho vào tủ sấy, giữ nhiệt độkhông đổi 105oC cho nước bay hơi hết, cặn còn lại gọi là cặn khô, đem cân sẽ đượctổng hàm lượng cặn trong mẫu và biểu thị bằng mg/l

II.1.2 Cặn hữu cơ

Cặn hữu cơ trong nước thải có nguồn gốc từ các thức ăn của người, động vật đãtiêu hóa và một phần nhỏ dư thừa thải ra và từ xác động vật chết, cây lá thối rữa tạonên Thành phần hóa học của chất hữu cơ là cacbon (C), hydro (H2), oxy (O2), một

số chất có thêm nitơ (N2), photpho (P), lưu huỳnh (S)

Dạng tồn tại của cặn hữu cơ trong nước thải chủ yếu là protein, cacbonhydrat,chất béo và các sản phẩm phân hủy của chúng Các hợp chất hữu cơ bị thối rữa hayphân hủy do hoạt động sống của vi khuẩn và vi sinh có trong nước, nó dễ cháy, dễbắt lửa

Cặn hữu cơ cháy và bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ cao 550o đến 6000C, nên đôikhi còn gọi là cặn bay hơi

II.1.3 Cặn vô cơ

Cặn vô cơ là các chất trơ, không bị phân hủy, đôi khi có những hợp chất hữu cơphức tạp (như sunfat) ở điều kiện nhất định có thể bị phân rã Cặn vô cơ có nguồngốc khoáng chất như các muối khoáng, cát, sạn, bùn, độ kiềm, độ cứng và các chấtthường gặp trong nước cấp Cặn vô cơ không bị cháy ở nhiệt độ cao

Đem sấy tiếp cặn khô đến 550oC đến 600oC toàn bộ cặn hữu cơ sẽ cháy và bayhơi hết, lượng còn lại là cặn vô cơ, đôi khi còn gọi là độ tro của cặn

II.1.4 Cặn lơ lửng

Cặn lơ lửng có thể nhận biết bằng mắt thường, có thể loại nó ra khỏi nước bằngquá trình keo tụ, lắng,lọc Để xác định hàm lượng cặn lơ lửng, lấy mẫu nước thảilọc qua giấy lọc tiêu chuẩn, sấy khô ở 105oC đem cân sẽ được hàm lượng cặn lơlửng biểu thị bằng mg/l

Trong nước thải sinh hoạt cặn lơ lửng chứa 70% cặn hữu cơ, 30% cặn vô cơCặn lơ lửng gồm cặn lắng được và cặn ở dạng keo không lắng được

II.1.5 Cặn lắng được

Cặn lắng là một phần của cặn lơ lửng, có kích thước và trọng lượng đủ lớn có thểlắng xuống đáy ống nghiệm hoặc xuống đáy bể lắng Trong tài liệu này chúng tôi đềnghị xác định cặn lắng như sau: Lấy 1 lít nước thải, cho vào ống lắng có khắc độ, đểlắng tĩnh 30 phút Đo thể tích cặn lắng ở phía đáy ống nghiệm, kết quả biểu thị bằng

mililít cặn lắng/lít nước (ml/l) hay mililít cặn lắng trên một gram cặn lơ lửng(ml/mg) còn gọi là chỉ số thể tích của cặn.

II.1.6 Cặn lơ lửng dạng keo

Cặn dạng keo là một phần của cặn lơ lửng, chúng không lắng xuống đáy ốngnghiệm trong thời gian rất dài hàng 3 đến 4 giờ, cặn keo thường chứa 65% cặn hữu

cơ, 35% cặn vô cơ, cặn keo chịu tác động phân hủy do các phản ứng sinh hóa của vikhuẩn tạo ra , và là thông số quan trọng trong quá trình xử lý nước thải

II.1.7 Cặn hòa tan

Cặn hòa tan có kích thước rất nhỏ, nó chui lọt qua giấy lọc tiêu chuẩn củaphòng thí nghiệm Cặn hòa tan có 90% là cặn hòa tan thực và 10% là keo Cặn hòatan có 40% là cặn hữu cơ, 60% là cặn vô cơ

Trong các quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, nhiệm vụ củangười kỹ sư là phải thiết kế ra các công trình có đủ điều kiện thuận lợi cho vi sinhphát triển và tăng trưởng để hấp thụ cặn hữu cơ ở dạng hòa tan, dạng keo, dạng lơlửng, rồi chuyển hóa chúng thành cặn ở dạng ổn định dễ lắng trong thời gian càngngắn càng tốt

Để có thể rõ thêm về thành phần cặn trong nước thải xem sơ đồ minh họa hình (2-1)

Hình 2 – 1 Sơ đồ minh họa các thành phần cặn trong nước thải

II.2 NHU CẦU OXY SINH HÓA (BOD) VÀ NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD)

II.2.1 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống và

hoạt động để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải

Nhu cầu oxy sinh hóa là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dung để chỉ mức độnhiễm bẩn của nước thải bằng các chất hữu cơ Trị số BOD đo được cho phép tínhtoán lượng oxy hòa tan cần thiết cấp cho các phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ratrong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải

Có thể mô tả sơ lược việc xác định trị số BOD như sau: Lấy mẫu nước đãbão hòa oxy, đo lượng oxy hòa tan ban đầu trong mẫu (mg), cho một lượng nhấtđịnh nước thải vào mẫu khuấy đều thành dung dịch rồi đưa vào tủ nuôi cấy ở nhiệt

độ 20oC, sau 5 ngày, đưa mẫu ra và đo lượng oxy hòa tan còn lại trong mẫu (mg).Lấy hiệu số giữa lượng oxy ban đầu và lượng oxy còn lại trong mẫu sau 5 ngày (mg)

chia cho thể tích lượng nước thải cho vào mẫu (l) sẽ được trị số BOD5 biểu thị bằng(mg/l) Thực nghiệm chỉ ra rằng muốn phân hủy hoàn toàn (> 99,2%) chất hữu cơ cótrong nước thải trong điều kiện hiếu khí tự nhiên, phải để mẫu trong tủ nuôi cấy ở

20oC trong 20 ngày Lượng oxy đã tiêu thụ sau 20 ngày gọi là BOD20 (mg/l) Đốivới nước thải sinh hoạt BOD5 thường bằng 0,68 ~ 0,7 BOD20

II.2.2 Nhu cầu oxy hóa học (COD): Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn

toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải.Chỉ tiêu nhu cầu oxy sinh hóa BOD5 không đủ để phản ánh khả năng oxy hóacác chất hữu cơ khó bị oxy hóa và các chất vô cơ có thể bị oxy hóa có trong nướcthải, nhất là nước thải công nghiệp Vì vậy, cần phải xác định nhu cầu oxy hóa học(COD mg/l) để oxy hóa hoàn toàn các chất bẩn có trong nước thải Việc xác địnhCOD có thể tiến hành bằng cách cho chất oxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải ởđiều kiện dung dịch có tính axit Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD5và tỷ số CODtrên BOD luôn thay đổi tùy thuộc vào tính chất của nước thải Tỷ số COD : BODcàng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ

II.3 OXY HÒA TAN

Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quantrọng Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ oxy hòa tan trong nướcthải từ 1,5 – 2 mg/l để quá trình oxy hóa diễn ra theo ý muốn để hỗn hợp không rơivào tình trạng yếm khí Oxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ hòa tan phụ thuộcvào nhiệt độ, và nồng độ muối có trong nước Trong quá trình xử lý nước thải, visinh vật tiêu thụ oxy hòa tan để đồng hóa các chất dinh dưỡng và chất nền BOD, N,

P cần thiết cho việc duy trì sự sống, sinh sản và tăng trưởng của chúng

II.4 THÀNH PHẦN THỨC ĂN (CHẤT NỀN) TRONG NƯỚC THẢI

Các kết quả nghiên cứu cho biết thành phần thức ăn quan trọng có trong nướcthải gồm rất nhiều hợp chất bắt nguồn từ 3 loại thức ăn cơ bản là cacbonhydrat,protein và chất béo

- Cacbonhydrat là sản phẩm và là dạng phân nhỏ của axit hữu cơ, nó là thànhphần đầu tiên bị phân hủy trong quá trình hoạt động sống của vi sinh.Cacbonhydratthường tồn tại ở những loại đường, hồ bột khác nhau và cả ở dạng các hợp chấtxenlulo của bột giấy Cacbonhydrat là nguồn đầu tiên cung cấp năng lượng và cáchợp chất chứa cacbon cho vi khuẩn sống trong nước thải.

- Protein và các sản phẩm phân hủy của chúng như amino axit, là các hợp chấtchứa nhiều nitơ và có nguồn gốc từ xác của động và thực vật Protein là nguồn cấpnitơ cần thiết cho quá trình hình thành và phát triển của tế bào vi sinh trong nướcthải

- Chất béo và dầu có nguồn gốc từ động thực vật, chúng bị phân hủy thành axitbéo dưới tác động của vi khuẩn Chất béo và dầu có độ hòa tan thay đổi trong nước,

ở một số điều kiện nhất định thường nổi lên bề mặt nước

II.5 TRỊ SỐ pH

Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa pH = 7 hay tính axit pH < 7 hoặctính kiềm pH > 7 Qua trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạycảm với sự dao động của trị số pH Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trongkhoảng 6,5 đến 8,5, khoảng giá trị tốt nhất là từ 6,8 đến 7,4

II.6 CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ VÀ PHỐT PHO TRONG NƯỚC THẢI

II.6.1 Các hợp chất của Nitơ trong nước thải

Nước thải sinh hoạt luôn có một số hợp chất chứa nitơ Nitơ là chất quan trọngtrong quá trình phát triển của vi sinh trong các công trình xử lý sinh học

Một nhóm các hợp chất chứa nitơ là protein và các sản phẩm phân hủy của nónhư amino axit là nguồn thức ăn hữu cơ của vi khuẩn Một nhóm khác của hợp chấthữu cơ chứa nitơ có trong nước thải bắt nguồn từ phân và nước tiểu (urê) của người

và động vật Urê bị phân hủy ngay khi có tác dụng của vi khuẩn thành amoni (NH4+)

và NH3là hợp chất vô cơ chứa nitơ có trong nước thải

Hai dạng hợp chất vô cơ chứa nitơ có trong nước thải là nitrit và nitrat Nitrat làsản phẩm oxy hóa của amoni (NH4+) khi tồn tại oxy, thường gọi quá trình này là quátrình nitrit hóa Còn nitrit (NO2-) là sản phẩm trung gian của quá trình nitrat hóa,nitrit là hợp chất không bền vững dễ bị oxy hóa thành nitrat (NO3-) Bởi vì amonitiêu thụ oxy trong quá trình nitrat hóa và các vi sinh vật nước, rong , tảo dùng nitratlàm thức ăn để phát triển , cho nên nếu hàm lượng nitơ có trong nước thải xả rasông, hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng kích thích phát triểnnhanh của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước

II.6.2 Các hợp chất photpho trong nước thải

Photpho cũng giống như nitơ, là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn sống và pháttriển trong các công trình xử lý nước thải Photpho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần

thiết cho sự phát triển của thảo mộc sống dưới nước, nếu nồng độ photpho thải rasông, suối, hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng Photpho thường ởdạng photphat vô cơ và bắt nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu, urê, phân bóndùng trong nông nghiệp và từ các chất tẩy rửa dùng trong sinh hoạt hàng ngày.II.7 CÁC HỢP CHẤT VÔ CƠ TRONG NƯỚC THẢI

Có rất nhiều hợp chất vô cơ trong nước thải sinh hoạt và thường không cầnphân tích như các chất soda, cacbonat, canxi, kali, v.v…

Trong số các chất vô cơ có trong nước thải dùng để xem xét quy trình xử lýthường dùng nồng độ clorit và sunphat

Clorit có nguồn gốc từ nước cấp và từ chất thải urê, clorit không tham gia vàoquá trình xử lý sinh học nên sự dao động của hàm lượng clorit trong nước thải chobiết nước thải sinh hoạt có trộn lẫn nước thải công nghiệp và lưu lượng công nghiệp

xả ra không đồng đều, hoặc hệ thống cống bị nước ngầm nhiễm mặn xâm nhập vào.Sunphat trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt không đóng vai trò quan trọng nênthường không được phân tích

Sunphat trong điều kiện yếm khí dễ bị phân hủy thành khí hydro sunfua (H2S)gây mùi khó chịu Khí hydro sunfua là khí độc, nặng hơn không khí, khí thường tích

tụ ở các hố thăm, hầm bơm, v.v…với nồng độ cao H2S làm tê liệt khứu giác,có mùitrứng tối, độ hòa tan và độ hoạt hóa lớn, có thể tác dụng với một số hợp chất hữu cơtạo ra mùi và màu khó chịu

Trong mạng lưới thu gom nước thải đô thị, ngoài nước thải sinh hoạt thường có

cả nước thải của các nhà máy công nghiệp nằm trong đô thị Để đảm bảo cho quátrình xử lý sinh học diễn ra bình thường, phải yêu cầu các nhà máy công nghiệp cóchất thải độc hại như các kim loại nặng xử lý cục bộ trước khi xả ra cống chung saocho nồng độ các chất độc hại có trong nước thải trước khi vào nhà máy xử lý ở dướimức cho phép ghi trong bảng 2 – 1

Bảng 2 - 1: Giá trị cho phép của nồng độ các chất độc hại có trong nước thải trước khi vào nhà máy xử lý bằng phương pháp sinh học

Tên gọi Nồng độ cao nhất cho phép (mg/l)

*

*

*

*

1 – 10501,00,1 – 510000,110(* chưa có số liệu)0,1 – 51,0 – 2,55

*0,08 – 10200

*

*

*

*0,25

*0,005 – 0,50,34

*0,5

*50

*0,25

*5000,08 – 0,5

4 – 10

4 – 16150

II.8 THÀNH PHẦN VI SINH TRONG NƯỚC THẢI

Nước thải sinh hoạt chứa vô số sinh vật chủ yếu là vi sinh từ 105 - 106 con trong

1 ml Hai nguồn chủ yếu đưa vi sinh vào nước thải là phân, nước tiểu và từ đất.Nước thải và đất chứa vô số vinh sinh đặc biệt là vi khuẩn Tế bào vi sinh hìnhthành từ chất hữu cơ nên có thể coi tập hợp vi sinh là một phần của tổng chất hữu cơ

có trong nước thải, phần này sống, hoạt động, tăng trưởng để phân hủy phần hữu cơcòn lại của nước thải Phần lớn vi sinh có trong nước thải không phải là vi khuẩngây bệnh Có thể có một số ít vi khuẩn gây bệnh như: thương hàn, tả, lỵ và vi trùnggan

Thường phân loại vi sinh có trong nước thải bằng hình dạng (hình thái học) Visinh trong xử lý nước thải có thể phân làm ba nhóm là: Vi khuẩn, nấm và tế bàonguyên sinh

II.8.1 Vi khuẩn (Bacteria)

Đóng vai trò quan trọng đầu tiên trong việc phân hủy chất hữa cơ, nó là cơ thểsống đơn bào, có khả năng phát triển và tăng trưởng trong các bông cặn lơ lửng hoặcdính bám vào bề mặt vật cứng Có rất nhiều loại vi khuẩn không thể chỉ tên và mô tảhết được, loại dễ nhận biết nhất là vi khuẩn Coli phân.

Vi khuẩn có khả năng sinh sản rất nhanh, khi tiếp xúc với chất dinh dưỡng cótrong nước thải, chúng hấp thụ nhanh thức ăn qua thành tế bào

Có ba loại vi khuẩn cơ bản là: Khuẩn que, khuẩn cầu và khuẩn xoắn thường

có trong nước thải dưới dạng tụ tập lại thành màng mỏng như lưới, hoặc liên kếtvới nhau thành khối như bông cặn

Đại đa số vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ,biến chất hữu cơ thành chất ổn định tạo thành bông cặn dễ lắng, nhưng thường cũng

có loại vi khuẩn dạng lông tơ (filamentous) kết với nhau thành lưới nhẹ nổi lên bềmặt làm ngăn cản quá trình lắng ở bể lắng đợt 2

Vi khuẩn ký sinh (paracitic bacteria) là vi khuẩn sống bám vào vật chủ, thức ăn

của nó là thức ăn đã được vật chủ đồng hóa, chúng thường sống trong đường ruộtcủa người và động vật, và đi vào nước thải theo phân và nước tiểu Vi khuẩn ký sinh

có nhiều loại là vi trùng gây bệnh, đi vào nước thải theo phân và nước tiểu củangười bị bệnh

Vi khuẩn hoại sinh (saprophytic bacteria) vi khuẩn hoại sinh dùng chất hữu cơ

không hoạt động làm thức ăn, nó phân hủy cặn hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sống

và sinh sản rồi thải ra các chất gồm cặn hữu cơ có cấu tạo đơn giản và cặn vô cơ.Bằng quá trình hoạt động như vậy, vi khuẩn hoại sinh đóng vai trò cực kỳ quantrọng trong việc làm sạch nước thải Nếu không có hoạt động sống và sinh sản của

vi khuẩn, quá trình phân hủy sẽ không xảy ra Có rất nhiều loại vi khuẩn hoại sinh,mỗi loài đóng một vai trò đặc biệt trong một công đoạn của quá trình phân hủy hoàntoàn cặn hữu cơ có trong nước thải và mỗi loài sẽ tự chết khi hoàn thành quy trìnhsống và sinh sản ở giai đoạn đó

Tất cả các vi khuẩn ký sinh và hoại sinh cần có thức ăn và oxy để đồng hóa.Một số loài trong số vi khuẩn này chỉ có thể hô hấp bằng oxy hòa tan trong nước gọi

là vi khuẩn hiếu khí và quá trình phân hủy chất hữu cơ của chúng gọi là quá trìnhhiếu khí hay quá trình oxy hóa Một số loài khác trong số các vi khuẩn này khôngthể tồn tại được khi có oxy hòa tan trong nước mà lấy oxy cần cho sự đồng hóa từcác hợp chất hữu cơ và vô cơ có chứa oxy trong quá trình phân hủy chúng Những vikhuẩn loại này gọi là vi khuẩn yếm khí và quá trình phân hủy gọi là quá trình yếmkhí, quá trình này tạo ra mùi khó chịu

Còn một số loài vi khuẩn hiếu khí trong quá trình phân hủy chất hữu cơ nếuthiếu hoàn toàn oxy hòa tan chúng có thể tự điều chỉnh để thích nghi với môi trườnggọi là vi khuẩn hiếu khí lưỡng nghi (facultative aerobic bacteria) Ngược lại cũng

tồn tại một số loài vi khuẩn yếm khí khi có oxy hòa tan trong nước chúng không bịchết mà lại làm quen được với môi trường hiếu khí gọi là vi khuẩn yếm khí lưỡngnghi (facultative anaerobic bacteria) Sự tự điều chỉnh để thích nghi với môi trường

có sự thay đổi của oxy hòa tan của vi khuẩn hoại sinh là rất quan trọng trong quytrình phân hủy chất hữu cơ của nước thải trong các công trình xử lý

Nhiệt độ nước thải có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hoạt động và sinh sảncủa vi khuẩn, phần lớn vi khuẩn hoại sinh hoạt động có hiểu quả cao và phát triểnmạnh mẽ ở nhiệt độ từ 20 – 40 oC Một số loài vi khuẩn trong quá trình xử lý cặnphát triển ở nhiệt độ 50 – 60oC

Khi duy trì các điều kiện môi trường: thức ăn, nhiệt độ, pH, oxy, độ ẩm thíchhợp để vi khuẩn phát triển thì hiệu quả xử lý sinh học trong công trình sẽ đạt caonhất

II.8.3 Tế bào nguyên sinh (Protozoa)

Là một loại động vật được đặc trưng bằng một vài giai đoạn hoạt động trongquá trình sống của nó, nguyên sinh động vật là một phần trong tổng số các loại visinh có trong nước thải Thức ăn chính của nguyên sinh động vật là vi khuẩn chonên chúng là chất chỉ thị quan trọng chỉ hiệu quả xử lý của các công trình xử lý nướcthải

Amip là một nguyên sinh động vật gây bệnh kiết lỵ rất khó tiêu diệt bằng quytrình tiệt trùng thông thường vẫn dùng trong các nhà máy xử lý nước thải

Trong số thành phần vi sinh khác có số lượng ít trong nước thải sinh hoạt làvirut (viruses) Virut rất bé chỉ có thể phát hiện bằng kính hiển vi điện tử Virut đóngvai trò rất quan trọng vì chúng lấy năng lượng để hoạt động và sinh sản từ mô tế bàosống và là ký sinh trùng Trong số các virut gây bệnh tìm thấy trong nước thải cóvirut gây bệnh viêm gan (hepatilis), viêm tủy, bại liệt (polio) và một số virut gâybệnh đường ruột Chúng có số lượng ít và thường có liên hệ với vi khuẩn coli Ví dụmỗi một triệu vi khuẩn coli có một virut gây bệnh Có một số loại virut không gâybệnh, không tác động vào cơ thể người nhưng lại tấn công vào vi khuẩn, chúng là

loại thực bào (ăn vi khuẩn) (bacterio phage) Virut trong nước thải rất khó tiêu diệttheo quy trình tiệt trùng bằng clo thông thường vẫn áp dụng.

Tảo (algae) là loại vi thảo mộc sống dưới nước cần có năng lượng ánh sángmặt trời để phát triển Nước thải nếu không tiếp xúc với ánh sáng mặt trời thườngkhông có tảo Tảo thường đống vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp oxy cho

hồ xử lý ổn định nước thải thông qua quá trình quang hợp

Tảo phát triển rất nhanh khi trong nước có dư chất dinh dưỡng là Nitơ vàPhotpho (đặc biệt là photpho) Sự phát triển quá mạnh của tảo làm bẩn nước trongsuối, hồ, sông Thường tảo được phân loại theo màu sắc: xanh, xanh lơ, nâu, đỏv.v…Tảo không gây độc hại cho người nhưng nếu nguồn nước cấp có nhiều tảo,nhất là tảo xanh sẽ rất khó xử lý vì tảo nhẹ và khó lắng

Ngoài thành phần vi sinh đã nêu trên, trong nước thải còn có nhiều loại côntrùng, có thể nhìn thấy bằng mắt thường, cũng có tác dụng phân hủy chất hữu cơnhư giun sán và sâu bọ ở nhiều giai đoạn phát triển của chúng

Nhiệm vụ của người kỹ sư khi thiết kế các công trình xử lý nước thải bằngphương pháp sinh học là tạo ra điều kiện môi trường thuận lợi cho các loại vi sinh

và sinh vật có năng suất phân hủy chất hữu cơ cao, phát triển thuận lợi nhất và hạnchế các vi sinh ngăn cản quá trình làm sạch như nấm (filamentous), tảo, v.v…

CHƯƠNG III

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ XẢ NƯỚC THẢI

VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN

Nước thải trong khu dân cư, khu công nghiệp và đô thị phải được thu gom, vậnchuyển đến nơi tập trung ở ngoài khu dân cư để xử lý và xả ra nguồn tiếp nhận.Công đoạn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận là bắt buộc đối với tất cả các loạinước thải; còn công đoạn xử lý cần đến mức độ nào phụ thuộc vào điều kiện môitrường, đặc tính của nguồn tiếp nhận, phương pháp xả nước thải vào nguồn tiếpnhận do cơ quan quản lý môi trường quyết định

Xử lý và xả nước thải ra nguồn tiếp nhận phải thỏa mãn hai yêu cầu:

1 Giảm đến tối thiểu ảnh hưởng độc hại của nước thải đến sức khỏe cộng đồng

2 Loại bỏ hoàn toàn hoặc giảm đến tối đa tác động xấu của nước thải đến chấtlượng nước trong nguồn tiếp nhận và chất lượng của môi trường tự nhiên nóichung

III.1 XẢ NƯỚC THẢI VÀO NGUỒN TIẾP NHẬN

Có ba phương pháp xả nước thải vào nguồn tiếp nhận, cả ba phương pháp đềuphải thỏa mãn:

a Không có vi trùng (virut) gây và truyền bệnh

b Không bị độc hại do tác động của các kim loại nặng và các chất hữu cơ khóphân hủy như thuốc sát trùng, thuốc trừ sâu

III 1 1 Xả nước thải vào cánh đồng tưới

Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và hệthống phân phối phun nước thải lên trên mặt đất Một phần nước bốc hơi, phần cònlại thấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏsinh trưởng Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượngnước thải nhỏ, vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu độẩm

Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn,virut gây bệnh và kim loại nặng trong nước thải chưa được loại bỏ sẽ gây tác hại chosức khỏe của người sử dụng các loại rau và cây thực phẩm này

III.1.2 Xả nước thải vào hố đào và các giếng thấm

Phương pháp này có thể dùng khi:

- Lưu lượng nước thải nhỏ, đất có hệ số thấm tích hợp và có cấu trúc dạng hạt,

đủ độ rỗng để vi sinh yếm khí dính bám vào hạt của tầng đất Trong phạm vicách ly (khoảng cách để quá trình yếm khí xảy ra hoàn toàn) không được đàogiếng lấy nước sinh hoạt

- Nước thải không có kim loại nặng, đã lắng cặn và không có thuốc tẩy, thuốctrừ sâu Phương páp này còn gọi là quá trình làm sạch bằng thấm lọc tự nhiên

III.1.3 Xả nước thải vào sông, suối, hồ, đầm, ao

Phương páp xả nước thải vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong

tự nhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước

tự nhiên là phương pháp dùng phổ biến hiện nay

Khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận, nước của nguồn tiếp nhận sẽ bị nhiễmbẩn Mức độ nhiễm bẩn của hỗn hợp nước phụ thuộc vào: lưu lượng và chất lượngnước thải, khối lượng và chất lượng nước có sẵn trong nguồn, mức độ khuấy trộn đểpha loãng Khi lưu lượng và tổng hàm lượng chất bẩn trong nước thải nhỏ so vớilượng nước của nguồn tiếp nhận, ôxy hòa tan có trong nước ở nguồn tiếp nhận đủ đểcấp cho quá trình làm sạch hiếu khí các chất hữu cơ thì sự hủy hoại nguồn nước sẽkhông phát triển, tuy vậy các chất nổi hoặc lơ lửng, vi trùng gây bệnh, kim loại nặngnếu không loại bỏ trước vẫn đe dọa đến sức khỏe và sinh hoạt cộng đồng thông quahoạt động của các loài cá, chim và các sinh vật có ích khác

Khi tổng hàm lượng chất bẩn xả vào nguồn tiếp nhận lớn, ôxy hòa tan không

đủ để ôxy hóa các chất hữu cơ, quá trình thối rữa và phân hủy yếm khí xảy ra,nguồn nước sẽ bị hủy hoại dần Vì vậy phải làm sạch nước thải trước khi xả vàonguồn tiếp nhận

Cơ quan quản lý môi trường sẽ căn cứ vào khả năng tự làm sạch của nguồntiếp nhận, nó là hàm số của: khối lượng nước, chế độ dòng chảy, hiệu quả khuấytrộn, thời gian lưu giữ của nước thải trong hỗn hợp, nhiệt độ nước, chất lượng nướcthải và vai trò của nguồn tiếp nhận trong hệ sinh thái để quyết định mức độ xử lýnước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

III.2 MỨC ĐỘ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THEO LUẬT MÔI TRƯỜNG

Ở Việt Nam luật bảo vệ môi trường đã được Quốc hội khóa IX kỳ họp thứ tưthông qua ngày 27 – 12 – 1993 Trong Bộ luật quy định rõ quyền hạn và tráchnhiệm của các cơ quan pháp luật, cơ quan chuyên môn và người dân trong việc kiểmsoát ô nhiễm và xả các chất thải ra môi trường Riêng đối với nước thải trước khi xả

ra nguồn tiếp nhận là nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm phải tuân theo tiêuchuẩn ban hành trong quyết định số 299/QĐ/TĐC ngày 25 – 03 – 1995 của Bộtrưởng Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường về việc ban hành tiêu chuẩn ViệtNam (xem bảng 3 - 1 và 3 - 2)

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5945 – 2005

Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải

(Industrial waste water – Discharge standards)

1 Phạm vi áp dụng

1.1 Tiêu chuẩn này quy định giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các

chất thành phần trong nước thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinhdoanh, dịch vụ…(gọi chung là nước thải công nghiệp)

1.2 Tiêu chuẩn này dùng để kiểm soát chất lượng nước thải công nghiệp

trước khi đổ vào các vực nước

2 Giá trị giới hạn

2.1 Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất thành phần của nướcthải công nghiệp khi đổ vào các vực nước phải phù hợp với quy địnhtrong bảng

2.2 Đối với nước thải của một số ngành công nghiệp đặc thù, giá trị cácthông số và nồng độ các chất thành phần được quy định trong tiêuchuẩn riêng

2.3 Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chấtthành phần bằng hoặc nhỏ hơn giá trị quy định trong cột A có thể đổvào các vực nước được dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt.

2.4 Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chấtthành phần nhỏ hơn hoặc bằng giá trị quy định trong cột B chỉ được đổvào các vực nước dùng cho các mục đích giao thông thủy, tưới tiêu, bơilội, nuôi thủy sản, trồng trọt …

2.5 Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chấtthành phần lớn hơn giá trị quy định trong cột B nhưng không vượt quágiá trị quy định trong cột C chỉ được phép đổ vào các nơi quy định.2.6 Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chấtthành phần lớn hơn giá trị quy định trong cột C thì không được phépthải ra môi trường

2.7 Phương pháp lấy mẫu, phân tích, tính toán, xác định từng thông số vànồng độ cụ thể được quy định trong các TCVN tương ứng

Bảng 3 – 1 Nước thải công nghiệp giá trị giới hạn các thông số và

40

6 ÷ 92050500,050,010,110,050,2KPHĐ50,21

405,5 ÷ 9501001000,10,0020,520,1111012

45

5 ÷ 91004002000,50,5120,5253055

110,5650,110,00560,3120,050,50,10,1110000

5218100,150,01600,3105110,2 -

Chú thích: KPHĐ – Không phát hiện được

Bảng 2 – 2: Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô

nhiễm trong nước ngầm

6,5 ÷ 8,5

5 ÷ 50

300 ÷ 500

750 ÷ 15000,050,01

200 ÷ 6000,05

0,050,011150,1 ÷ 0,5450,001

1 ÷ 5

200 ÷ 4000,0010,0103III.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng của nước thải trước khi xả vào nguồntiếp nhận, nước thải từ các khu dân cư, các nhà máy công nghiệp, từ các công sở vàkhu thương mại phải được thu gom bằng hệ thống cống, dẫn đến nơi tập trung (nhàmáy xử lý) ngoài vùng ảnh hưởng của các đối tượng kể trên để xử lý

1 Có thể phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính của quy trình

xử lý như: Xử lý cơ học, xử lý hóa học, xử lý sinh học (xem bảng 3 - 3) Hệ thống

xử lý nước thải hoàn chỉnh có thể gồm một vài công trình đơn vị trong các côngđoạn xử lý cơ học, hóa học, sinh học và xử lý bùn cặn

Bảng 3 – 3 Một vài phương pháp xử lý nước thải theo quy trình xử lý

cơ học, hóa học, sinh học

Quy trình xử lý Các công đoạn có thể áp dụng

Lọc qua lưới lọcLàm thoángLọc qua lớp vật liệu lọc, lọc qua màngTuyển nổi và vớt bọt

Khử khíKhuấy trộn pha loãng

Hóa học

Sinh học

Clo hóaOzon hóaTrung hòa bằng dung dịch axit hoặc kiềmKeo tụ

Hấp thụ và hấp phụTrao đổi ion

- - Xử lý hiếu khí:

- + Bể aerotank

- + Bể lọc sinh học

- + Hồ hiếu khí, hồ oxy hóa

- + Ổn định cặn trong môi trường hiếu khí

Xử lý cơ học: gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ

không thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó Xử lý cơ học nhằm nâng caochất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo Ví dụ: lưới chắn ngăn chặn cácvật cứng, vật nổi có kích thước lớn đi qua máy bơm, bể lắng cát bể lắng đợt 1 giúploại bỏ cặn nặng gây cản trở cho quá trình xử lý sinh học trong bể aerotank hay bểlọc sinh học, bể tuyển nổi, vớt bọt giúp loại bỏ dầu, mỡ và các chất hoạt động bềmặt gây cản trở cho quá trình oxy hóa và khử màu, các bể lọc giúp loại bỏ cặn lơlửng làm cho nước trong trước khi xả ra nguồn tiếp nhận v.v…Trên mạng cống thugom đôi khi có một vài nhà máy công nghiệp có lượng nước thải nhỏ chứa các chất

có hại cho quá trình xử lý sinh học cần phải xử lý trước hoặc đặt các bể khuấy trộnvới nước thải chung để pha loãng các chất này xuống dưới nồng độ cho phép trướckhi đi vào nhà máy xử lý nước thải

Xử lý hóa học: Là quá trình dùng một số hóa chất và bể phản ứng nhằm nâng

cao chất lượng của nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các công đoạn sau

Ví dụ:

- Dùng axit hay vôi để điều chỉnh pH

- Dùng than hoạt tính, clo, ozon để khử các chất hữu cơ khó oxy hóa, khử màu,mùi, khử trùng…

- Dùng bể lọc trao đổi ion để khử kim loại nặng…

Xử lý sinh học: Là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy

sinh hóa các hợp chất hữu cơ, biến các chất có khả năng thối rữa thành các chất ổnđịnh với sản phẩm cuối cùng là cacbonic, nước và các chất vô cơ khác

Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra hai loại: xử lý hiếu khí và xử lý yếmkhí trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan, phương pháp xử lý sinh học

sẽ được đề cập ở các chương sau

Mục đích của quá trình xử lý nước thải là loại bỏ cặn lơ lửng, các chất hữu cơ,các chất độc hại, vi khuẩn và virut gây bệnh đến nồng độ cho phép theo tiêu chuẩn

xả vào nguồn tiếp nhận

2 Có nhiều loại thiết bị và công trình dùng trong quá trình xử lý nước thải,

các thiết bị và công trình này có khi thực hiện đồng thời ba nhiệm vụ: xử lý cơ học,

xử lý hóa học và xử lý sinh học Vì thế, trong các tài liệu viết về quy trình xử lýnước thải còn có cách phân loại theo công đoạn như sau:

3 Về mức độ xử lý đôi khi còn phân loại theo bậc xử lý:

a Xử lý sơ bộ: Chất lượng nước ra đáp ứng ngang loại C

b Xử lý bậc hai: Chất lượng nước ra đạt loại A, B

c Xử lý bậc ba: Tiếp theo bậc hai để nâng cao thêm chất lượng nước đầu

ra để có thể sử dụng lại

4 Mô tả sơ bộ các công đoạn xử lý

A Tiền xử lý:

Ở hầu hết các nhà máy xử lý nước thải, công đoạn tiền xử lý bao gồm các thiết

bị và công trình làm nhiệm vụ bảo vệ máy bơm và loại bỏ phần lớn cặn nặng (cát),vật nổi (dầu, mỡ, bọt) cản trở cho các công trình xử lý tiếp theo Các thiết bị thườngdùng là:

- Song chắn, lưới chắn rác

- Máy nghiền và cắt vụn rác

- Bể lắng cát, vớt dầu mỡ

- Bể làm thoáng sơ bộ

- Bể điều hòa chất lượng và lưu lượng

Đôi khi dùng clo để khử mùi, tiệt trùng, tăng cường oxy hóa

B Xử lý sơ bộ

Chủ yếu là quá trình lắng để loại bỏ bớt cặn lơ lửng, có nhiều loại thiết bị lắng,theo thiết kế, nguyên tắc vận hành và hoàn cảnh áp dụng có thể chia làm 4 loại sau:

a Bể tự hoại (Septic tank)

b Bể lắng hai vỏ (Imhoff tank)

c Bể lắng ngang

d Bể lắng đứng

Kết quả của công đoạn xử lý sơ bộ là loại bỏ một phần cặn lơ lửng và các chấtnổi như dầu, mỡ v v…đồng thời với việc phân hủy yếm khí cặn lắng ở đáy bể để ổnđịnh cặn

C Xử lý bậc hai

Là công đoạn phân hủy sinh học hiếu khí các chất hữu cơ, chuyển chất hữu cơ

có khả năng phân hủy thành các chất vô cơ và hữu cơ ổn định kết thành bông cặn dễloại bỏ ra khỏi nước thải

Các công trình và thiết bị dùng trong công đoạn xử lý bậc hai có thể chia thành

e Sân phơi bùn làm khô cặn

f Làm khô cặn bằng thiết bị lọc chân không, máy nén ly tâm, máy ép lọctrên băng tải v.v…

g Đốt cặn trong lò thiêu

Trong tài liệu này chúng tôi chỉ giới thiệu bể cô đặc cặn, bể ổn định cặn yếmkhí và hiếu khí, làm khô cặn bằng sân phơi bùn, máy ép ly tâm, máy lọc ép băngtải, hồ cô đặc và ổn định bùn yếm khí

F Trạm xử lý nước thải chế tạo sẵn

Trạm xử lý nước thỉa chế tạo sẵn tại công xưởng theo các môđun có kích thướcđịnh hình theo các quy trình công nghệ khác nhau nhằm xử lý nước thải cho các đốitượng có công suất nhỏ, thiếu đất xây dựng Tính toán thiết kế, vận hành, lắp đặt cáctrạm này sẽ giới thiệu ở tài liệu riêng

Xử lý bậc ba Công đoạn xử lý bậc ba

(Tertiary and Advanced Wastewater Treatment)

Tiếp sau công đoạn xử lý bậc hai nhằm nâng cao chất lượng của nước thải đãđược xử lý để dùng lại hoặc để xả vào nguồn tiếp nhận có yêu cầu cao và thườnggồm các thiết bị:

a Lọc cát, lọc nổi, lọc qua màng để lọc trong nước.

b Lọc qua than hoạt tính để khử hết các kim loại nặng, chất hữu cơ, mùi, màu

…

c Xử lý hóa chất để ổn định chất lượng nước

Trong tài liệu này không giới thiệu các thiết bị của công đoạn xử lý bậc ba

a Loại bỏ hoặc cắt nhỏ những vật nổi lơ lửng có kích thước lớn có trongnước thải như mãnh gỗ, nhựa gạc bông, rẻ rách, giấy vỏ hoa quả v.v…

b Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thủy tinh v.v…

c Loại bỏ phần lớn dầu mỡ

Các công trình bố trí trong giai đoạn tiền xử lý gồm song chắn, lưới chắn rác,thiết bị nghiền, cắt vụn rác (nếu cần ), bể lắng cát, bể điều hòa lưu lượng (nếu cần )

IV.1.1 Song chắn và lưới chắn rác

Song chắn rác hoặc lưới chắn rác được đặt trước trạm bơm trên đường nướcchảy tập trung vào hầm bơm

- Song chắn rác đặt vuông góc với dòng chảy, song chắn gồm các thanh kimloại (thép không gỉ ) tiết diện 5x 200 mm đặt cách nhau 20 -50 mm trong một khungthép hàn hình chữ nhật, dễ dàng trượt lên xuống dọc theo hai khe hở thành mươngdẫn,vận tốc mương qua song vmax1m/ s (ứng với Qmax)

- Lưới chắn rác thường đặt nghiêng 45 - 600 so với phương thẳng đứng ,vậnqua lưới vmax  0,6 m/s Khe rộng của mắt lưới thường 10- 20 mm Làm sách songchắn và lưới chắn bằng thủ công, hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hoặc bán tựđộng Ở trên hoặc ở dưới bên cạnh mương đặt song, lưới chắn phải bố trí sàn thaotác đủ chỗ để thùng rác và đường vận chuyển

IV.1.2.Thiết bị nghiền cắt vụn rác

Các nhà chế tạo đã sản xuất và trên thị trường bàn nhiều loại thiết bị vừa làmlưới chắn rác, vừa cắt nghiền rác thành các hạt , hoặc mảnh nhỏ lơ lửng trong nướcthải, mà không làm tắc ống, không gây hại cho máy bơm Thực tế áp dụng ở Mỹ,các nước phương Tây và Nga cho thấy : Ở các nhà mày xử lý nước thải, việc đặt cácmáy nghiền rác thay cho song chắn và lưới chắn đã gây nhiều khó khăn cho côngđoạn xử lý cho công đoạn tiếp theo do lượng cặn tăng lên Loại cặn này hay gây tắcnghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể aerotank, chủyếu là các đĩa, lỗ phân phối khí và dính bám vào cánh tuabin làm hư hại và giảmcông suất của thiết bị cơ khí làm thoáng bề mặt Vì vậy kỹ sư thiết kế phải cân nhắc

kỹ lưỡng trước khi dùng

IV.2 XỬ LÝ SƠ BỘ

IV.2.1 Bể lắng cát và vớt dầu mỡ

Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa lưu lượng

và chất lượng đặt trước bể lắng đợt một Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặnthô, nặng như cát sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, mảnh kim loại, tro tàn, than vụn, vỏ trứngv.v… để bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bị mài mòn, giàm gánh nặng cho các côngtrình xử lý sau Theo đặc tính dòng chảy có thể phân loại bể lắng cát : Bể lắng cát códòng chảy ngang trong mương tiết diện hình chữ nhật, bể lắng cát có dòng chảy dọctheo máng tiết diện hình chữ nhật đặt theo chu vi bể tròn, bể lắng cát sục khí ,bểlắng cát có dòng chảy xoáy, bể lắng cát ly tâm Trong tài liệu này, chúng tôi chỉ giớithiệu hai loại: Bể lắng cát ngang tiết diện hình chữ nhật và bể lắng cát sục khí

1 Đặc tính và số lượng cát trong nước thải

Đặc tính của cát lắng từ nước thải dao động rất lớn, tuy vậy đây là loại cặnlàm ráo nước tương đối dễ, sau khi làm khô thường có độ ẩm từ 13- 65%, cặn hữu

có bay hơi chiếm từ 1- 56%, tỷ trọng cát trơ đã làm sạch 2,7; khi cát trơ bị các chấthữu cơ dính bám, tỷ trọng còn khoảng 1,3 Tỷ trọng khi đổ thành đống khoảng 1600kg/m3.Cỡ hạt cát 0,2 mm thường gây trở ngại cho các công đoạn tiếp theo, thànhphần phân bố cỡ hạt trong nước thải phụ thuộc vào mạng lưới cống thu gom, phầnlớn cát trong các hố thăm và trong bể lắng cát, có kích thước không lọt qua sàngkích cỡ 0,15 mm

- Số lượng cát trong nước thải dao động tùy thuộc vào điều kiện địa phương,tình trạng vệ sinh mặt phố , cơ cấu thu gom và vận chuyển nước thải, hàm lượng cáttrong nước thải thu gom và vận chuyển bằng cống chung lớn hơn trong hệ thốngcống riêng biệt, số lượng cát thường dao động từ 0,0037 đến 0,22 m3cát trong 1000

m3 nước thải Vì có rất nhiều thông số liên quan chất lượng và số lượng cát trongnước thải nên cần phải có những nghiên cứu tiếp theo và cụ thể, trên diện rộng đểthu được những số liệu như mong muốn Cát lắng trong các hố thăm và bể lắng cátkhi chưa rửa có thể chứa 50% cặn hữu cơ có khả năng thối rữa nếu để lâu khôngđược xử lý sẽ gây mùi hôi thối, là nơi sinh sản của ruồi muỗi và côn trùng, do đó ởcác nhà máy lớn thường lắp hệ thống rửa và phân loại cát, còn ở các nhà máy nhỏ, ởvùng xa thành phố thường được rắc vôi bột hoặc chế phẩm chống mùi EM (efftivemicrooganis ) trước khi đem chôn cùng với rác lấy từ song chắn và lưới chắn

2.Bể lắng cát

a Bể lắng cát ngang

Bể lắng cát có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể là bểlắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật (hình 4-1)

Tính toán bể lắng cát ngang xuất phát từ độ lớn (đường kính) của hạt cátmuốn giữ lại Tốc độ lắng của các hạt cát trong nước thải còn gọi là độ lớn thủy lựccủa hạt hay là tải trọng bề mặt của bể lắng cát: Uo= Q

1 Song phân phối nước đều theo mặt cắt ngang

2 Mương thu hẹp để giữ vận tốc nước không đổi trong bể lắng cát

3 Thể tích vùng chứa cát

Đối với nước thải đô thị ở 150C chọn theo bảng (4-1)

Bảng 4-1 :Tải trọng bề mặt của bể lắng cát hay độ lớn thủy lực theo

đường kính hạt trong nước thải đô thị ở 15 0 C

Đường kính hạt cát (mm) 0,1 0,12 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5

Tải trọng bề mặt bể hay độ

lớn thủy lực U0 (mm/s) của

hạt ở 150C 5,12 7,37 11,5 18,7 24,2 28,3 34,5 40,7 51,6

- Diện tích mặt nước phần hình chữ nhật của bể lắng cát xác định theo côngthức :

F = K

0

Q

U (m2) (4-1)Trong đó :

Q : Lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/s )

U0 : Độ lớn thủy lực của hạt cần giữ (m/s)

L :Chiều dài phần chữ nhật của bể (m)

H : Chiều cao phần công tác của bể (m)

V : Vận tốc chuyển động của nước trong bể (m/s)

ứng với Qmax v = 0,2 m/s ; ứng với Qminv = 0,15 m/s

U0 : Độ lớn thủy lực của hạt cần giữ trong bể (m/s)

K : Hệ số kinh nghiệm tính đến ảnh hưởng của dòng chày rối cục bộ

trong bể, làm cản trở tốc độ lắng của hạt K = 1,3 khi U0 = 18mm/s; K = 1,1 khi U0= 24 mm/s

- Chiều rộng của bể B =F

L(m) (4-3)

- Chiều H phần công tác của bể chọn theo tỷ lệ giữa chiều dài và chiều cao,

và kiểm tra theo thể tích để thời gian lưu nước trong bể ứng với Q maxphải lớn hơn

30 giây và có thể đến 90 giây, thường là 60 giây

- Bể lắng cát trong các nhà máy xử lý nước thải công suất 100 m3 /ngày trởlên thiết kế để giữ cát cỡ hạt ≥ 0,2 mm Nếu chọn kích thước hạt bé hơn, nhiều cặnhữu cơ lắng xuống, bùn cặn bị thối rữa và khó xử lý

Muốn cho cặn hữu cơ không lắng trong bể lắng cát, vận tốc dòng chảy trong

bể phải giữ không đổi v = 0,2 m/s - 0,15 m/s mặc dù lưu lượng qua bể thay đổi từ

Qmax xuống Qmin Để thực hiện điều này, cuối bể lắng cát xây dựng cửa tràn kiểumáng đo theo tỷ lệ với độ ngập nước H trong bể lắng cát

- Chiều rộng cửa tràn thu hẹp từ B xuống b

- Đáy cửa tràn có độ chênh với đáy bể lắng cátP để tạo để tạo độ chênh áp đủđưa nước ra khỏi bể lắng cát với vận tốc không đổi

Xem hình (4-1)

b =

3 2/3 2

m: Hệ số lưu lượng của cửa tràn phụ thuộc vào góc tới chọn theo bảng (4-2)

Bảng 4-2: Giá trị m đối với cửa tràn theo giá trị của góc tới 

b/B Cotg= 0 Cotg= 0,5 Cotg= 1 Cotg= 2 Cotg= 3

- Lấy cát ra khỏi bể có thể thực hiện bằng thủ công, bằng cách tháo nước làmkhô bể rồi xúc ra, hoặc bằng máy bơm cát, bơm phun tia, gầu xúc… Tùy thuộc vàocông suất và mức độ trang bị trong nhà máy xử lý

Ví dụ:

Tính toán bể lắng cát cho nhà máy xử lý nước thải công suất : Qmax = 0,15 m3/s

Qmin = 0,06 m3/s Lắng cát cỡ hạt d= 0,2 mm Vận tốc qua bể V = 0,2 m/s

Giải :

1 Độ lớn thủy lực của hạt 0,2 mm tra bảng (4-1) có U0= 0,0187 m/s

2 Diện tích mắt thoáng bể lắng cát theo (4-1) :

7

3 2

III

III

1

5 4

Hình 4-2: Sơ đồ cấu tạo bể lắng cát thổi khí áp dụng ở Mỹ

a) Bể lắng cát 1 ngăn b) Bể lắng cát 2 ngăn nối tiếp

1 Cửa dẫn nước vào 5 Cửa dẫn nước ra

B: H từ 1 đến 1,5 Thời gian lưu nước trong bể 3 phỳt Với cỏc chỉ tiờu tớnh toỏn đónờu đảm bảo giữ cỏt cú đường kớnh 0,2 mm (độ lớn thủy lực 0,018 m/s ) Nước thảidưới tỏc dụng của dũng khớ đi từ dưới lờn sẽ chuyển động theo hỡnh theo xoắn ốc, hạtcỏt rơi vào vựng đỏy về phớa dàn ống phun khớ (xem hỡnh 4-3) Để giữ tốc độ chuyểnđộng xoỏy V = 0,25 0 - 0,3 m/s lượng khụng khớ cấp vào từ 3- 8 m3 cho 1 m2 bềmặt bể trong 1 giờ Vận tốc chuyển động xoay giữ khụng đổi và phụ thuộc vào sự daođộng của lưu lượng nước thải đi vào bể Vỡ giảm vận tốc nước dọc bể mà vẫn giữ thờigian lưu nước trong bể cho phộp giảm chiều dài bể để dễ dàng lấy cỏt ra khỏi bể.

ống phân phối khí Cửa đưa nước vào

Chất lỏng chuyển động xoay

Cửa ra

Cấp khí

Qũy đạo hạt cát

Hỡnh 4-3: Qũy đạo chuyển động của cỏt trong bể lắng cỏt sục khớ

Tốc độ chuyển động xoay khụng đổi trong bể lắng cỏt thổi khớ đảm bảo giữ cỏccặn hữu cơ lơ lửng trong nước và cỏc hạt cỏt va chạm vào nhau tỏch bởi cặn hữu cơbỏm quanh hạt, cỏt sạch hơn Cặn lắng trong bể lắng cỏt chứa 90% - 95 % là cặn vụ

cơ, giữ lõu khụng bị thối

Hệ thống sục khớ cú thể làm bằng ống nhựa, ống thộp khụng rỉ, khoan lỗ 3,5 –

5 mm thành 1 hàng phớa dưới ống và đặt ngập 0,7 - 0,75 H

Lấy cát ra khỏi bể bằng bơm phun tia , để dồn cát về máng thu dọc đáy bể đặtống  100 mm cấp nước qua các vòi phun đặt cách nhau 0,4 m Lưu lượng để lùacát

Ví dụ : Tính toán bể lắng cát sục khí cho nhà máy xử lý nước thải công suất 0,2m3/s

Hệ số không điều hòa K = 1,4 (Bảng 1-4)

Giải :

Lưu lượng qua bể lắng cát Q max= 1,40,2 = 0,28 m/s

Thiết kế 2 bể lắng cát thổi khí, để khi cần ngừng 1 bể trong thời gian cần sửa chữahoặc xúc cặn

Thời gian lưu nước chọn t = 3 phút = 180 s

1 Thể tích 1 bể V = tQmax= 180

2 0,28 = 25,2 m3

2 Chọn chiều cao nước trong bể H = 2 m

Tỷ số chiều rộng và chiều cao B : H = 1,2 : 1Chiều rộng bể B = 2,6 m

B B

B - B

Hình 4-4: Bể thu dầu, mỡ và lắng cát

IV.2.2 Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống cống thu gom chảy về nhàmáy xử lý thường xuyên dao động theo các giờ trong ngày Khi hệ số này khôngđiều hòa K  1,4, xây dựng bể điều hòa để các công trình xử lý làm việc với lưulượng đều trong ngày kinh tế hơn

Có 2 loại bể điều hòa

a Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đườngchuyển động của dòng chảy

b Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, có thể nằm trực tiếp trên đường vậnchuyển của dòng chảy hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy (4-5 ).

Bể lắng đợt 1b)

Bơm hoặc van điểuchỉnh lưu lượng

a Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng, nằm trên đường vận chuyển dòng

b Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, nằm ngoài đường vận chuyển của dòng.Tùy theo điều kiện đất đai và chất lượng nước thải, khi mạng cống thu gom làmạng cống chung thường áp dụng bể điều hòa lưu lượng để tích trữ được lượngnước sau cơn mưa Ử các mạng thu gom là hệ thống cống riêng và ở những nơi cóchất lượng nước thải thay đổi thường áp dụng bể điều hòa cả lưu lượng và chấtlượng

VỊ TRÍ CỦA BỂ ĐIỀU HÒA TRONG DÂY CHUYỀN XỬ LÝ

a Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

Trong bể phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san bằngnồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể Trong

bể cũng phải đặt các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi

Để đưa nước từ bể điều hòa sang bể lắng đợt 1, có thể dùng bơm để bơm đềuhoặc tạo độ chênh để nước tự chảy, khi áp dụng sơ đồ tự chảy phải đặt van điềuchỉnh lưu lượng ở đầu ống dẫn sao cho khi mực nước trong bể điều hòa thay đổi màlưu lượng chảy sang bể lắng 1 vẫn không đổi (Công ty Tư vấn Cấp thoát nước số 2 –

Bộ Xây Dựng hiện có bản vẽ chế tạo bộ van này)

b Bể điều hòa chỉ làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng là chủ yếu: có thể đặt

sau song chắn rác, trước trạm bơm, bơm đều nước thải lên bể lắng đợt 1

Loại bể này không đòi hỏi có thiết bị khuấy trộn nhưng cần thiết bị vớt vậtnổi và bọt, chia bể làm nhiều ngăn, định kỳ có thể tháo khô từng ngăn để xúc cát vàcặn lắng ra ngoài

- Thể tích bể điều hòa:

Phương pháp xác định bể điều hòa giống như phương pháp xác định thể tíchđiều hòa của bể chứa nước sạch

- Hình dáng và vật liệu để xây dựng bể:

Hình dáng của bể điều hòa phụ thuộc vào chức năng của bể Nếu bể chỉ dùng

để điều hòa lưu lượng, có thể chọn hình dạng bất kỳ miễn là phù hợp với quy hoạch

sử dụng đất của nhà máy xử lý, còn nếu bể dùng để điều hòa chất lượng và lưulượng, đòi hỏi phải có thiết bị khuấy trộn, hình dáng bể, vị trí ống đưa nước vào, ốngđưa nước ra phải xem xét tính toán kỹ phù hợp với thiết bị khuấy trộn định dùng đểthể tích nước được luân chuyển đều không có vùng nước chết

Vật liệu xây dựng: bể có thể làm bằng bê tông cốt thép hay bằng đất Nếu là

bể bằng đất đào hoặc đắp phải chú ý chống thấm thành và đáy, chống xói mòn thành

và đáy bằng các tấm bê tông lát hoặc lát đá miết mạch Nếu dùng thiết bị khuấy trộn

cơ khí đặt trên phao nổi phải tính thể tích hồ sao cho luôn có mực nước chết cao hơnđáy 1,5 – 2 m để đảm bảo cho hệ thống phao và máy khuấy làm việc an toàn

- Thiết bị khuấy trộn:

Thiết bị khuấy trộn làm nhiệm vụ hòa trộn để san bằng nồng độ các chất bẩncho toàn bộ thể tích nước thải có trong bể và ngăn ngừa cặn lắng trong bể, pha loãngnồng độ các chất độc hại nếu có và bằng cách ấy loại trừ được các cú sốc về chấtlượng nước cho các công trình xử lý sinh học phía sau Đối với nước thải đô thị cóhàm lượng cặn lơ lửng khoảng 220 mg/l, năng lượng khuấy trộn cần 0,004 – 0,008kW/1 m3 thể tích bể Nếu dùng hệ thống sục khí, lương không khí cần 0,01 – 0,015

m3/1 m3 dung tích bể trong một phút Hêi thống sục khí có thể là ống khoan lỗ, ốngđứng kiểu bơm Airlift, Ejector sục khí (xem chương 7)

Đáy bể điều hòa có rốn tập trung nước khi cần có thể tháo khô bể bằng bơmchìm lưu động hoặc bằng cách xả nước theo trọng lực

IV.2.3 Bể lắng đợt một

1 Giới thiệu tổng quỏt

Bể lắng cú cấu tạo mặt bằng là hỡnh chữ nhật hay hỡnh trũn, được thiết kế đểloại bỏ bằng trọng lực cỏc hạt cặn cú trong nước theo dũng chảy liờn tục vào và rabể

Trong những tài liệu viết về bể lắng, cỏc tỏc giả phõn chia bể lắng làm 4 vựng:(hỡnh 4-6)

Vùng chứa và cô đặc cặn

Vùng lắng các hạt cặn

Hỡnh 4-6: Sơ đồ mặt đứng thể hiện 4 vựng trong bể lắng

- Nước cú chứa cỏc hạt cặn lơ lửng đi vào vựng phõn phối nước ở đầu bể vớimục đớch phõn phối đều trờn toàn bộ tiết diện ngang của vựng lắng

- Việc tỏch cỏc hạt cặn ra khỏi nước bằng trọng lực xảy ra trong vựng lắng

- Nước đó lắng chảy đều vào vựng thu nước ra để dẫn đi

- Cặn lắng tớch lũy trong vựng chứa và cụ đặc cặn nằm ở đỏy bể

Trong chương này sẽ khụng trỡnh bày chi tiết cơ sở lý thuyết của quỏ trỡnh lắng

mà chỉ giới thiệu nguyờn lý tổng quỏt cỏc quỏ trỡnh lắng, cỏc kết quả thực nghiệm vàcỏc chỉ tiờu để tớnh toỏn thiết kế bể lắng đợt một

Bể lắng dựng trong xử lý nước thải được thiết kế để loại bỏ ra khỏi nước baloại cặn khỏc nhau

a Cặn cứng (cỏt) là cỏc hạt phõn tỏn, cú kớch thước và vận tốc lắng khụng đổitrong suốt quỏ trỡnh lắng

- Tốc độ lắng khụng phụ thuộc vào nồng độ cỏc hạt

- Tốc độ lắng bằng tải trọng bề mặt bể, Uo= Q/F

Đú là cỏc thụng số và đặc tớnh để thiết kế bể lắng cỏt

b Cặn lơ lửng có bề mặt thay đổi, có khả năng dính kết và keo tụ với nhautrong quá trình lắng làm cho kích thước và vận tốc lắng của các bông cặnthay đổi theo chiều cao lắng.

- Chiều cao bể lắng, chế độ dòng chảy trong các bể để các hạt cặn keo tụ, lớnlên, tăng trọng lượng là quan trọng

- Tải trọng bề mặt và thời gian lắng là thông số quyết định

Đó là thông số và đặc tính của nước thải khi thiết kế bể lắng đợt một, và sẽđược đề cập trong chương này

c Bông cặn có khả năng liên kết và có nồng độ lớn trên 1000 mg/l

gỗ chạy bằng dây xích đặt ngập trong bể, hay máy có các tấm gạt cặn gắn vào dầmcầu chạy đặt trên hai thành dọc bể, gạt dồn về máng thu đặt ở đầu vào của bể, hay vềcác máng thu cặn đặt suốt chiều ngang bể nếu là bể lớn Bơm hút cặn đặt gần mángđầu bể, một bơm có thể hút cho nhiều máng thu cặn hay nhiều bể

Bọt nổi được thanh gạt của máy cào cặn đặt ngập dưới mực nước 0,05 m –0,10 m gạt về máng thu bọt ở cuối bể, tốc độ của tấm gạt chọn theo bảng 4 – 4

3 Bể lắng hình tròn

Trong bể lắng hình tròn nước chuyển động theo hướng bán kính (radian) Nướcthải có thể đi vào buồng phân phối trung tâm, chảy đều theo hướng bán kính quavùng lắng đi vào máng thu nước đặt theo chu vi vành ngoài của bể (hình 4-7a) Hoặcphân phối nước thải vào bể bằng máng có vách lửng đặt quanh chu vi bể, nướcchuyển động qua vùng lắng theo hướng bán kính rồi vào máng thu nước đặt ở tâm

bể (hình 4-7 b, c)